rostliny vyžadují světlo po celou dobu jejich životnosti od klíčení po produkci květin a semen. Během procesu růstu neabsorbují všechny vlnové délky světla (sluneční záření), ale selektivně absorbují správnou vlnovou délku podle svých požadavků.
chlorofyly (chlorofyl a A b) hrají důležitou roli ve fotosyntéze, ale nejsou jedinými chromofory. Rostliny mají jiné fotosyntetické pigmenty, známé jako anténní pigmenty (jako jsou karotenoidy β-karoten, zeaxanthin, lykopen a lutein atd.), které se podílejí na absorpci světla a hrají významnou roli při fotosyntéze.
LED je typ polovodičové diody, která umožňuje přizpůsobit řízení spektrálního složení a přizpůsobení intenzity světla fotoreceptorům rostlin za účelem lepšího růstu a ovlivnění morfologie rostlin a různých fyziologických procesů, jako je kvetoucí a fotosyntetická účinnost. Několik zpráv potvrdilo úspěšný růst rostlin pod LED osvětlením.
například výtěžek biomasy salátu se zvýšil, když se vlnová délka vyzařovaného červeného LED světla zvýšila z 660 na 690 nm. Modré LED (440 a 476 nm) používané v kombinaci s červenými LED způsobovaly vyšší poměr chlorofylu v čínských zelných rostlinách. Pozitivní účinky modrého (400-500 nm) LED světla v kombinaci s červeným LED světlem na růst zelené zeleniny a nutriční hodnotu byly prokázány v několika experimentech. Červená LED (640 nm) jako jediný zdroj a výsledky ukázaly zvýšení obsahu antokyaninu v červeném listovém zelí. Zelené (495-566nm) a žluté (566-589nm) světlo přispívá k fotosyntéze, oranžové (589-627 nm) optimalizuje pro maximální fotosyntézu a červené světlo (627-770 nm) zvyšuje kvetení, prodloužení stonku. Několik zahradnických experimentů s bramborami, ředkvičkami a salátem ukázalo požadavek modrého (400-500 nm) světla pro vyšší biomasu a plochu listů.
nejdůležitější částí světelného spektra je 400 až 700 nm, které je známé jako fotosynteticky aktivní záření (PAR), tento spektrální rozsah odpovídá víceméně viditelnému spektru lidského oka.
Far-red také důležité během procesu pěstování. Aplikace far-red (730 nm) s červenou (640 nm) způsobila zvýšení celkové biomasy a délky listů, zatímco antokyaninový a antioxidační potenciál byl potlačen. Přidání daleko červené (735 nm) k červenému (660 nm) LED světlu na sladké pepři vedlo k vyšším rostlinám s vyšší biomasou stonku než samotné červené LED .
sluneční záření
sluneční záření lze rozdělit na tři vlnová pásma:
- ultrafialová (UV) odpovídá vlnovým délkám menším než 400 nm a může způsobit poškození kůže kvůli jejich vysoké energii.
- viditelné světlo v pásmu 380-770 nm a obsahuje vlnové pásmo PAR (400-700 nm). Různé barvy viditelného světla, které odpovídá různým vlnovým pásmům, nemusí mít stejnou funkci vůči vývoji rostliny.
- infračervené (IR), větší než 770 nm a mají topný účinek. Red:Far-red (r: FR) poměr je pro rostliny velmi důležitý, protože ovlivňuje reakci růstu rostlin.
červené
červené (630-720 nm) světlo je nutné pro vývoj fotosyntetického aparátu a fotosyntézy. Je nezbytný pro růst stonků, stejně jako pro expanzi listů. Tato vlnová délka také reguluje kvetení, období klidu a klíčení semen.
Modrá
Modrá (400-520 nm) světlo je důležité pro syntézu chlorofylu, vývoj chloroplastů, otevření stomatálu a fotomorfogenezi. Modré světlo je třeba pečlivě smíchat se světlem v jiných spektrech, protože nadměrné vystavení světlu v této vlnové délce může zastavit růst určitých druhů rostlin. Světlo v modrém rozsahu také ovlivňuje obsah chlorofylu přítomného v rostlině a tloušťku listů.
Zelená
Zelená (500 – 600 nm) proniká silnými vrchními baldachýny, aby podpořila listy ve spodním baldachýnu. Zelené světlo samo o sobě nestačí k podpoře růstu rostlin, protože je rostlinou nejméně absorbováno, ale při použití v kombinaci s červenou, modrou a daleko červenou bude zelené světlo jistě vykazovat některé důležité fyziologické účinky. Doplnění zeleného světla zvýšilo růst salátu pod červeným a modrým LED osvětlením. Zelené LED diody s vysokým PPF (300 µmol / m-2 / S-1) jsou nejúčinnější pro zvýšení růstu salátu.
daleko červené LED světlo
daleko červené LED světlo (700-725 nm), které je za PAR, bylo prokázáno, že podporuje růst rostlin a fotosyntézu . Daleko červené světlo také prochází hustými horními baldachýny, aby podpořilo růst listů umístěných níže na rostlinách. Kromě toho expozice IR světlu zkracuje dobu, po kterou rostlina potřebuje květovat. Další výhodou daleko červeného světla je to, že rostliny vystavené této vlnové délce mají tendenci produkovat větší listy než ty, které nejsou vystaveny světlu v tomto spektru.
Červená+modrá
různé vlnové délky červeného (660, 670, 680 a 690 nm) a modrého (430, 440, 460 a 475 nm) světla mohou mít nerovnoměrné účinky na rostliny v závislosti na druhu rostlin.
Zelená + Červená+ modrá
účinek zeleného (525 nm) LED světla na klíčení sazenic Arabidopsis a výsledky ukázaly, že sazenice pěstované pod zeleným, červeným a modrým LED světlem jsou delší než ty, které se pěstují pod červeným (630 nm) a modrým (470 nm).
Zelená + Červená+modrá + daleko červená
bylo prokázáno, že červené a daleko červené světlo ovlivňují fotomorfogenezi, takže poměr červeného a daleko červeného světla také hraje důležitou roli v regulaci kvetení. Experimenty s různou vlnovou délkou zelených, červených, modrých a daleko červených světel (poskytované LED diodami) by byly prospěšné při určování druhově specifické optimální vlnové délky pro růst rostlin. Výsledky studií spektra odezvy na světlo by mohly být použity k návrhu energeticky účinného spektra odezvy na míru pro konkrétní druhy rostlin.
jak rostliny dozrávají a procházejí růstovým cyklem od sazenic až po dospělé a poté kvetou a plodí, používají různá barevná spektra, takže ideální LED světlo je pro každou fázi růstu odlišné. Nejlepší barevné spektrum závisí také na typu rostliny, kterou se snažíte pěstovat. To může být velmi komplikované a je důležité pro komerční pěstitele, kde chtějí maximalizovat výsledky.
také naznačuje, že světla mohou zvýšit nutriční hodnotu a zvýšit antioxidační stav v zelené zelenině: zvýšený karotenoid, vitamín C, antokyanin a polyfenol. V budoucnu více a více výzkumu nám pomůže lépe pochopit, jak světla tvar růst rostlin.